(57)【要約】【課題】転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、長時間通電によって起こるヒドリンゴムの劣化に起因する抵抗変動を少なくし、更にローラー表面の粘着性を少なくした導電性ゴムローラーを提供する。【解決手段】導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーのゴム層が非発泡体で構成され、該ゴム層が、そのゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であるハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有する。更に、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有する。【選択図】図１
2005326482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上に非発泡体からなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層が、そのゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、ハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、活性酸化亜鉛を０．１〜1．０質量部含有することを特徴とする導電性ゴムローラー。
【請求項２】
該ゴム材料中の該ハイドロタルサイトの分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項３】
該ゴム層が、そのゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有することを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項４】
該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項５】
該ゴム層が、そのゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有することを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター、または静電記録装置等の画像形成装置において使用される導電性ゴムローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置の多くに帯電ローラー、転写ローラー、現像ローラー等の導電性ゴムローラーが用いられている。これらのゴムローラーに導電性を付与するのにカーボンブラックなどの導電性の充填材を加える方法、あるいはアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性のゴム材料を配合する方法が挙げられる（特許文献１）。上記ローラーに導電性を付与するのにカーボンブラックなどの導電性の充填材を加える方法は電圧値による抵抗値の依存性や、ロットによる抵抗値のバラツキが大きい為、その抵抗値が比較的安定した後者のイオン導電性のアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴムや、イオン導電剤を付与したゴム材料を用いる手段が主流となっている（例えば特許文献２）。しかし、これらの材料では長時間通電を行うとアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の劣化により抵抗変動が大きくなってしまうことが問題となっている。特にエピクロルヒドリンゴムの場合、受酸剤として添加してある酸化亜鉛が架橋反応中に塩化亜鉛となり、これがエピクロルヒドリンゴム中のエーテル結合を切断し軟化劣化することが知られている（特許文献３）。このエーテル結合の切断により前記した抵抗変動や更には低分子量化したエピクロルヒドリンゴムがローラー表面へ移行し、感光ドラム等への張付きとなってしまうことが問題となっている為、これからの複写機、プリンターの高速化等の要求から、導電性ゴムローラーにはさらなるゴムの劣化による電気的特性の変化を少なくした特性、更には感光ドラム等への張付きを少なくした特性が求められている。
【特許文献１】特開２００２−２８７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７５１号公報
【特許文献３】特開平０１−２６１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って本発明の課題は、転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、長時間通電によって起こるヒドリンゴムの劣化に起因する抵抗変動を少なくし、更にローラー表面の張付き性を少なくした導電性ゴムローラーを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層が非発泡体で構成され、該ゴム層が、そのゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、ハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有することを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の酸化亜鉛の粒子径を小さくすることにより、比表面積を大きくし活性度を上げた該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、また該ハイドロタルサイトの分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であり、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
以上に示したように、導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層が非発泡体で構成され、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であるハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００部に対して、活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有することを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有している場合、抵抗変動量が小さくなり、耐熱老化性も向上し更には張付き性、汚染性も向上する。
【０００６】
従って上記導電性ゴムローラー用ゴム組成物を用いた導電性ゴムローラーは電子写真技術の画像形成に用いられる転写ローラーなどに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
図２に、本発明に係る導電性ゴムローラーを画像形成装置に利用した一例を示す。ここでは転写ローラーについて説明するが、帯電ローラーあるいは現像ローラー等他のローラータイプの部品に対しても適用可能である。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の、プロセスカートリッジを使用したレーザープリンターであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す画像形成装置には、転写ローラーを有する転写装置が装着されている。
【０００９】
同図に示す画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム１は、駆動手段（不図示）により、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）、例えば５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００１０】
感光ドラム１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラー２によって均一に帯電される。帯電ローラー２は、感光ドラム１表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラー２には、帯電バイアス印加電源（高圧電源）により振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、これにより感光ドラム１表面は、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム１表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザ光３、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム１表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像（明電部位Ｖｌ＝−１５０Ｖ）が形成される。
【００１１】
その静電潜像は、現像装置４の現像スリーブに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナーが付着され、トナー像として反転現像される。
【００１２】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム１と転写ローラー６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Ｔに供給された転写材７は、転写バイアス印加電源により転写ローラー６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム１上のトナー像が転写される。このとき、転写材７に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置９によって除去される。
【００１３】
転写部Ｔを通った転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０へ導入され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物（プリント）として画像形成装置本体（不図示）外部に排出される。
【００１４】
本発明を実証する導電性ゴムローラー（図１）は以下のようにして作製した。
【００１５】
[導電性ゴムローラー]
ゴム組成物は、ゴム主成分のポリマー成分１００質量部に対して、分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であるハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有することを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有した物の混合物とし、これにカーボンブラック等の導電材他の助剤や硫黄等の加硫剤、スルフィド系の加硫促進剤、発泡剤を混合したものである。
【００１６】
上記において、ハイドロタルサイトが１０質量部以下である場合、受酸剤としての効果が少なくなり、塩素ガスの発生等によりボイドなどの発生が懸念され、５０質量部以上である場合、ムーニ―粘度が高くなり、押出し等の加工が困難になる。また、活性酸化亜鉛が０．１質量部以下である場合、加硫促進助剤としての効果が薄れ、加硫しなくなり、１．０質量部以上である場合、加硫促進助剤としての効果が現れ過ぎ、適正な加硫状態にならないという問題が生じる可能性が高くなる。
【００１７】
このときの活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５μｍ以下である場合、活性度が上がりすぎ、逆にヒドリンゴムのエーテル結合を切断してしまう問題があり、０．２μｍ以上である場合、活性度が低下し、加硫促進助剤の役割を果たさなくなってしまう問題がある。
【００１８】
また、エピクロルヒドリンゴムが５質量部以下である場合、ヒドリンの劣化よりも他のポリマーの劣化の効果が大きくなり、エピクロルヒドリンゴムに対する効果が現れなくなる。
【００１９】
更に２−メルカプトベンゾイミダゾールが２．０質量部以下である場合、劣化に対する効果が少なくなり、５．０質量部以上である場合、ブルームが発生し、逆に汚染性が増してしまうことが懸念される。
【００２０】
押出し機（不図示）を用いてゴム組成物を押出し、未加硫のチューブ状の導電性ゴム成形物を得た後、加硫缶にて１６０℃×３０分間の加硫を行ない、チューブ状の導電性ゴム成形物を作製し、次いでφ４〜１０ｍｍの導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成形物の内径部に圧入し、ローラー状の成形体を得た。この成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を備えた研磨機（不図示）に固定し、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１４ｍｍになるように研磨し、導電性ゴムローラーを作製した。
【００２１】
なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
【００２２】
更に、実施例及び比較例では、結合アクリロニトリル量が２５質量％以下である低ニトリルのアクリロニトリルブタジエンゴムを使用したが、本発明はこれに限られる物ではない。
活性酸化亜鉛[商品名：ＡＺＯ  正同化学工業（株）]  
酸化亜鉛 [商品名：酸化亜鉛1号  正同化学工業（株）]  
ハイドロタルサイト；Ｍｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３H２Ｏ
[商品名：ＤＨＴ４−Ａ  協和化学工業（株）]  
ハイドロタルサイト；Ｍｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３ 
[商品名：ＤＨＴ４−Ｃ  協和化学工業（株）]  
アクリロニトリルブタジエンゴム  [商品名：ＤＮ４０１  日本ゼオン（株）社製]
エピクロルヒドリンゴム      [商品名 ：ゼクロン３１０６  日本ゼオン（株）社製]
（詳細はメーカー非開示）
低ニトリルアクリロニトリルブタジエンゴム    [商品名 ：ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１  日本ゼオン（株）社製]
２−メルカプトベンゾイミダゾール  [商品名 ：ノクラックＭＢ    大内新興化学工業（株）社製]        
（ローラーの通電耐久試験方法）
ローラーの通電耐久試験は、導電性ゴムローラーを５０℃の環境下に置き、軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにして外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着し、回転させた状態で、軸体と該ドラムとの間に２５時間、８０μＡの定電流を印加しつづけた。その後、ＮＮ環境に戻して２４時間以上放置した後で再びローラー抵抗を測定した。ここで初期の抵抗値と耐久後の抵抗値の差を桁数で表現したものを通電耐久量とした。これが小さいほど、導電性ゴムローラーの通電耐久性が良いといえる。変動量は０．１桁未満が好ましい。
【００２３】
（耐熱老化試験方法）
ＪＩＳ  Ｋ−６２５７の規定に従って測定した。暴露条件：１５０℃×７０時間
〈貼り付き性〉
φ１５、長さ２５０ｍｍに成形、研磨した導電性ゴムローラーをレーザープリンター（レーザージェット４０００Ｎ  ＨＰ社製）に使用される感光体に接触させ、両端に１０００ｇの荷重を加え、４０℃、９５％ＲＨの環境下に１ヶ月放置した。放置後荷重を外し、感光体に貼り付かなかったものをＡ、貼り付いたがローラーの自重で感光体から外れた物をＢ、ローラーの自重で外れなかった物をＣとした（評価装置図は不図示）。
【００２４】
〈汚染性〉
貼り付き性評価を行った感光体を前記レーザープリンターのカートリッジに組み込み、ベタ黒で３０枚印字し、画像に接触跡の白すじが無かったものをＡ、初期に白すじがあるが途中で無くなるものをＢ、最後まで白すじが消えない物をＣとした。
【００２５】
［実施例１〜７］
ゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であるハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有することを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対してエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有したものを選択し、実施例１〜７とした。
【００２６】
［比較例１〜６］
分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であるハイドロタルサイトを１０質量部以下、５０質量部以上含有の場合（比較例１と２）、活性酸化亜鉛が０．１質量部以下（比較例３）、１．０質量部以上含有の場合（比較例４）で該活性酸化亜鉛の粒子径が０．２μｍ以上の場合、エピクロルヒドリンゴムが５質量部以下（比較例７）、更に２−メルカプトベンゾイミダゾールが２．０質量部以下（比較例５）、５．０質量部以上（比較例６）含有したものを選択し、比較例１〜７とした。
【００２７】
この結果からゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、ハイドロタルサイトを１０〜５０質量部含有し、且つ、ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、活性酸化亜鉛を０．１〜１．０質量部含有することを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、エピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の酸化亜鉛の粒子径を小さくすることにより、比表面積を大きくし活性度を上げた該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであること、また該ハイドロタルサイトの分子式がＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３・３．３Ｈ２Ｏ又はＭｇ4.3Ａｌ２（ＯＨ）１２．６ＣＯ３であり、該ゴム層のゴム材料中のポリマー成分１００質量部に対して、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有した範囲内では抵抗変動量が小さくなり、耐熱老化性も向上し更には張付き性、汚染性に関しても良好な結果をもたらすことがわかる。結果を表１に記載する。
【００２８】
一方、比較例の範囲の場合には抵抗変動量が大きくなり、耐熱老化性も悪化し更には張付き性、汚染性も悪化することが分る。結果を表２に記載する。
【００２９】
【表１】
2005326482.tif 000003
【００３０】
【表２】
2005326482.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３１】
長時間通電によって起こるヒドリンゴムの劣化に起因する抵抗変動を少なくし、更にローラー表面の粘着性を少なくした導電性ゴムローラーが得られるので、転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーとしての利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る転写ローラーの全体断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…感光ドラム
２…帯電装置
３…露光手段
４…現像装置
５…トナー
６…転写ローラー
７…転写材（記録媒体）
８…クリーニングブレード
９…廃トナー容器
１０…定着装置
６１…芯金
６２…弾性層
【図１】
2005326482.tif 000005
【図２】
2005326482.tif 000006